Глава XIV мир обитателей океана
Один из существенных факторов, определяющих жизнь обитателей океана,— давление, которое возрастает с глубиной и на максимальных глубинах Мирового океана (более 11 км) несколько превышает 1100 атм. Океан обитаем до дна, следовательно, существуют организмы, живущие при таком огромном давлении. Чтобы живое существо могло здесь существовать, оно должно обладать примерно таким же внутренним давлением. В то же время у обитателей глубин отсутствуют какие-либо морфологические особенности, говорящие об их возможностях противостоять этому давлению.
Известны многочисленные примеры эврибионтности видов по отношению к давлению. Так, морской еж Echinocardiura australe может обитать от поверхности до глубины 4900 м (т. е. при колебаниях давления около 490 атм), моллюск Serolicularia longicallus на глубинах от 35 до 4400 м (колебания свыше 400 атм), креветка Gennades раг-vus — от 600 до 5600 м (колебания около 500 атм) и т. д. Особи многих видов также способны на быстрые изменения места обитания по глубине. Так, рачки Calanus finmarchicus, днем держащиеся на глубинах 350—450 м, ночью поднимаются ближе к поверхности, достигая глубин 35—45 м, т. е. выдерживают перепад давлений в 30—38 атм. Киты-кашалоты могут нырять на глубину нескольких сот метров.
Температура вод Мирового океана — один из важнейших факторов распределения организмов. Зональность температурного режима так же характерна для Мирового океана, как и для суши, но в океане изменения температур от места к месту очень постепенны.
Различные районы океана отличаются друг от друга не только по среднегодовым температурам, но и по размаху годичных амплитуд колебаний температуры. Эта амплитуда невелика в тропических и приполярных водах, где составляет около 2°, в водах же умеренных широт она выше и достигает 6—10°. Поэтому для тропических и полярных вод характерно присутствие стенотермных форм. Теплолюбивые стенотермные виды не выходят за пределы тропиков. Таковы рифообразующие кораллы, обитающие при температурах поверхностных слоев воды не ниже 20,5°, крылоногие и киленогие моллюски, некоторые представители других таксономических групп. Довольно обширен список стенотермных холодолюбивых организмов, обитающих в приполярных водах. К ним относятся навага и сайка из рыб, белуха и
нарвал из китообразных, многие тюлени, ряд беспозвоночных, например амфиподы из ракообразных.
Многие эвритермные виды распространены от тропических до приполярных вод. Особенно обильны они в водах умеренного пояса. Таковы устрица и мидия из моллюсков, тунец и меч-рыба из рыб, китообразное — касатка из млекопитающих.
Температура воды понижается с глубиной. В тропической зоне океана она равна на глубине 150 м около 16,0°, 300 м — 10,1°, 1000м — 4,5°, 2000 м — 2,3°, 3000 м — 1,8°. Глубже температура остается в общем неизменной, хотя местами может падать до 0° или несколько ниже. Глубины до 1000—1500 м представляют область, в которой протекают конвекционные движения воды и ее горизонтальные перемещения и температура воды которой довольно высока в тропических областях и значительно ниже в приполярных; для глубин, превышающих 1000—1500 м, характерна постоянно холодная неподвижная вода.
В некоторых морях картина меняется. Так, Средиземное море, отделенное от океана Гибралтарским проливом глубиной всего до 400 м, имеет с глубины 160 м до дна (максимальная глубина 4400 м) температуру воды 12,9°.
В некоторых районах наблюдается подъем холодных вод на поверхность, так называемый апвеллинг. Обширные области апвеллинга простираются вдоль западного побережья Южной Америки и западных берегов Африки. В этих областях температура воды составляет всего 14° при температуре воды открытого океана выше 20°. Меньшие по размерам области апвеллинга имеются у берегов Калифорнии, Аравии и в некоторых других участках. Явление апвеллинга связано с тем, что дующие в направлении от западных берегов континентов в океан пассаты отгоняют от этих берегов массы нагретой воды, способствуя возникновению экваториальных течений, что дает возможность выхода на поверхность холодным глубинным водам. В более холодной воде лучше растворяется кислород и, следовательно, более богат мир-организмов, в том числе и служащих пищей рыбе. Поэтому в областях апвеллинга располагаются основные районы рыболовства.
С низкими температурами приполярных вод связано образование на них ледового покрова. У некоторых обитателей этих областей, так называемых пагофилов, на ледяных полях проходит вся жизнь. Многие тюлени щенятся на льду, белый медведь выводит детенышей в полостях, образующихся в нагромождениях льда и айсбергах. Малая теплопроводность льда уменьшает теплоотдачу поверхностными слоями воды.
Для жизни обитателей океана несомненно велико значение солености его вод. Средняя соленость вод Мирового океана составляет 35%о. Ее колебания в общем незначительны и происходят преимущественно в самом верхнем слое воды. Средняя годовая соленость вод Мирового океана колеблется от 30‰ в приполярных областях до 37,9‰, в области пассатов. В приполярных областях весной соленость может падать до 15‰ в связи с таянием льда. Окраинные и внутренние моря могут иметь соленость, значительно отличающуюся от солености вод океана. Так, Средиземное море, имеющее незначительный приток пресной воды, характеризуется повышением солености с запада на восток с 37 до 40‰, а соленость Красного моря благодаря чрезвычайно интенсивному испарению равна 46,5‰. Наоборот, пониженную соленость имеют Черное (около 18‰) и Балтийское (в районе Каттегата 32‰, в восточной части 3‰) моря благодаря впадению мощных рек, несущих значительные массы воды.
Падение солености морской воды влечет за собой уменьшение разнообразия мира ее обитателей. Так, рифообразующие кораллы не развиваются против устьев рек, где воды в той или иной степени опреснены. Специфически морские виды исчезают в морях с пониженной соленостью, остаются либо эвригалинные виды, могущие существовать при самых различных значениях солености, либо солоноватоводные, а при сильной опресненности — даже пресноводные.
Соленость океанической воды требует чтобы обитатели океана обладали определенным осмотическим давлением внутренних растворов. Беспозвоночные обитатели океана, не обладающие какими-либо специальными приспособлениями к изменениям внутреннего осмотического давления, потому-то и живут здесь, что их соки примерно изотоничны по отношению к океанической воде. Вероятно, осмотическое давление морских обитателей близко к солености океана, так как они искони обитали в этой среде. Это может служить одним из подтверждений того, что жизнь возникла в океане. При перемещении в воды
с меньшей соленостью у таких животных должны были возникнуть приспособления к жизни в этих необычных для них условиях, что оказалось возможным не для всех обитателей океана.
Позвоночные животные, обитающие в море, имеют ряд приспособлений, обеспечивающих возможность их существования в морской воде. Они, как правило, несколько гипотоничны и гомеоосмотичны. Для поддержания постоянного осмотического давления они пьют морскую воду, выделяя избыток солей при помощи жабр, почек. Некоторые из них обеспечивают постоянство осмотического давления благодаря непроницаемым покровам из хитина или роговых образований.
Из солей, растворенных в морской воде, специфическое значение имеет углекислый кальций. На его долю приходится в океане около -3,6% от общего количества солей. Эта соль необходима при построении коралловых рифов, раковин моллюсков и т. д. Усвоение ее затрудняется при низких температурах воды, характерных для внетропических поверхностных вод и для глубин более 300 м. Поэтому большая часть организмов, использующих известь для построения внутреннего и наружного скелета, обитает в верхних слоях тропических вод.
Содержание кислорода в воде океанов довольно однородно, хотя может падать с глубиной ниже средней нормы. Во внутренних морях на глубинах может одновременно происходить падение содержания кислорода и увеличение количества углекислоты, что резко ухудшает условия существования организмов. В водах Черного моря с глубины примерно 200 м в значительном количестве содержится сероводород. В морях, глубинные воды которых лишены кислорода и обогащены углекислым газом или тем более сероводородом, отсутствуют не только глубоководные виды рыб и беспозвоночных, но и те рыбы, которые, живя в поверхностных слоях воды, имеют икру или мальков, обитающих на значительных глубинах.
Движение воды является специфической особенностью океанических вод, свойственной, как было указано, их толще до глубины 1000— 1500 м. В океане имеется сложная система теплых и холодных течений играющих существенную роль в перемещении организмов, в том числе в заносе тепловодных форм в воды умеренного и холодного поясов, а холодолюбивых видов — в тропические и приэкваториальные воды. Течения, несомненно, способствовали расширению ареалов многих обитателей моря.
В некоторых случаях мощные течения вырывают водоросли, обитающие в прибрежных районах моря, и переносят их на значительные
расстояния, в районы, где эти водоросли образуют скопления. Из таких скоплений лучше других известно так называемое Саргассово море в Атлантическом океане, ближе к берегам Северной Америки, образованное водорослью саргассум Sargassum bacciferum. С этим скоплением водорослей, которые здесь не размножаются, но живут подолгу, не будучи прикрепленными ко дну, связано значительное количество организмов, преимущественно прибрежных, находящих здесь укрытия от врагов, места прикрепления (талломы водорослей) и пищу. Здесь много сидячих организмов — мшанок, червей, гидроидных полипов. Имеются и виды, обычно обитающие в океанических водах, удаленных от берегов.
Движение воды в океане проявляется также и в возникновении волн. Волнения могут достигать огромной штормовой силы, что оказывается особенно существенным для обитателей прибрежных вод, где прибой может быть разрушительным.
Сила и состав света меняются по мере погружения в воды океана. Вода поглощает в большем количестве красные лучи спектра и относительно лучше пропускает сине-фиолетовые. В связи с этим зеленые и бурые водоросли, обитающие ближе к поверхности моря, сменяются на больших глубинах красными водорослями, окраска которых является дополнительной к сине-фиолетовым лучам, проникающим на эти глубины. Еще глубже, на глубинах 200— иногда до 550 м, сила света ослабевает настолько, что фотосинтезирующие растения исчезают здесь полностью. В областях, лишенных света, складываются весьма своеобразные условия, которые будут охарактеризованы при описании экологических областей моря.